Il 36° Stormo nasce a Bologna-Borgo Panigale il 1° febbraio 1938. Prende parte al primo anno della II G.M. come reparto da bombardamento, operando, da Castelvetrano, con i Savoia-Marchetti SM.79 sul Mediterraneo, su Malta e sul Nord Africa. In questo ciclo di operazioni la bandiera di guerra dello Stormo viene fregiata con una medaglia d'argento al valor militare. Rientrato in Patria viene trasfor
mato in reparto aerosilurante, opera da Decimomannu con i Savoia-Marchetti SM.84 e successivamente con gli SM.79. Agisce sempre sul Mediterraneo Occidentale e Centrale fino alla prima metà del 1943, quando un gruppo viene sciolto e l'altro partecipa alla difesa della Sicilia. In questo ciclo di operazioni, lo Stormo vede cadere in combattimento due comandanti di Stormo, uno di Gruppo e quattro di Squadriglia, tutti onorati con la medaglia d'oro al valor militare che si aggiunge a quella ricevuta durante la prima fase della guerra. La bandiera da guerra dello Stormo riceve una medaglia d'oro al valor militare. Dopo l'8 settembre 1943 la maggior parte del personale dello stormo e dei mezzi sopravvissuti si schierano al Sud, entrando a far parte della Regia Aeronautica Cobelligerante. Il 36° Stormo rinasce dalle sue ceneri, attraverso la costituzione dello Stormo Notturno prima e di quello Trasporto dopo, così che la sua nuova specialità è proprio il trasporto. Per le attività svolte durante la Guerra di Liberazione, la bandiera dello Stormo viene insignita di una seconda medaglia d'argento al valor militare. Il 36° Stormo Trasporti resta in linea fino al 1955 quando è stanziato sull'aeroporto di Latina, poi viene messo in posizione quadro. Lo Stormo rinasce nel 1960, durante la Guerra Fredda, quando viene deciso di installare dei missili a testata nucleare ai confini con il blocco sovietico. La base scelta è il piccolo aeroporto di Gioia del Colle, che viene trasformato e diventa sede della 36^ Brigata Aerea Interdizione Strategica. Suddivisi su dieci postazioni di lancio dislocate sulla Murgia barese e tarantina, i missili nucleari resteranno in Puglia fino al 1963, quando saranno ritirati e reinviati negli USA. Sulla base di Gioia del Colle rimase, a protezione dei confini sud-orientali, il XII Gruppo Caccia, montato su velivoli F.86K. Il XII, il 1° giugno 1966, venne raggiunto dal 156° Gruppo, dotato di cacciabombardieri F.84F e, sotto la stessa data, fu costituito il 36° Stormo Caccia. Il 156° Gruppo passò dagli F.84F agli F.104S nel 1970, successivamente anche il XII passò sullo Starfighter. Poi nel 1984 Arrivò a Gioia del Colle il nuovo velivolo Panavia Tornado, ad equipaggiare il 156° Gruppo. Il XII invece lasciò l'F.104S solo nel 1995, transitando sui Tornado ADV ex RAF ricevuti in leasing, che restarono in linea fino al 2004 quando, in attesa di ricevere il nuovo Eurofighter Typhoon, il Gruppo cominciò a volare con gli MB.339CD, venendo impiegato come "slow mover interceptor"
Nel 1998, durante le operazioni legate alla crisi dei Balcani, fu schierato a Gioia del Colle il 21° Gruppo Caccia che impiegava i velivoli Tornado ADV come il XII. Il 21°, nel 199, fu assegnato allo Stormo che così operava su tre gruppi di volo. Il 21° Gruppo fu posto in posizione quadro nel 2001. Nel 2007, finalmente, il Typhoon arrivò a Gioia del Colle e l'anno successivo il 156° Gruppo veniva trasferito al 6° Stormo di Ghedi, mentre nel 2010 il XII Gruppo veniva raggiunto dal X Gruppo Caccia. Da allora lo Stormo è schierato sui due storici gruppi caccia ed è stato schierato in diverse operazioni di polizia aerea sui paesi NATO che non dispongono di difesa aerea. Lo Stormo, insieme al 4° di Grosseto ed al 37° di Trapani, è inserito nell'organizzazione della Difesa Aerea Nazionale e NATO